Lehrplanbezug und Lernpotenzial

Das RCL "Weltpendel" ermöglicht Schülerinnen und Schülern einen experimentellen Zugang zur Breitengradabhängigkeit der Erdbeschleunigung.

Lehrplanbezug

Das Thema "Breitengradabhängigkeit der Erdbeschleunigung" findet sich nicht in den Lehrplänen der Länder. In Schulbüchern der Sekundarstufe I (zum Beispiel Cornelsen - Physik für Gymnasien, Band 1, Länderausgabe C, Seite 116) und der Sekundarstufe II (zum Beispiel Metzler Physik, 3. Auflage, Seite 88 und 89) wird dieses explizit nicht thematisiert, es wird aber qualitativ auf die Ursachen einer nicht konstanten Erdbeschleunigung eingegangen. Dieser Befund ist verständlich, denn die Breitengradabhängigkeit der Erdbeschleunigung

  • konnte bisher mit keinem Schulexperiment gemessen werden.
  • ist aufgrund der Globalität und Kleinheit des Effekts nicht erfahrbar (ein Mensch ist am Äquator ungefähr 0,05 Prozent leichter als an den Polen).
  • erfordert zur Messung und Erklärung des Effekts breite Kenntnisse aus der Mechanik.

Lernpotential des "Weltpendel-Versuchs"

Mit dem RCL "Weltpendel" ist ein experimenteller Zugang zur Breitengradabhängigkeit der Erdbeschleunigung auch auf Schulniveau möglich. Darüber hinaus besitzt das Thema ein hohes Lernpotential mit folgenden Aspekten:

  • Motivationsaspekt

    Die Erfassung und Erklärung globaler Umwelt- und Wetterphänomene (wie Tsunamis, Hurrikans, Ozonloch, Transport von Staub aus Wüstenregionen in der Atmosphäre ) ist über die Medien ins Bewusstsein breiter Bevölkerungsschichten und natürlich auch unserer Schülerinnen und Schüler gelangt.
  • Inhaltsaspekt

    Die Messung und Erklärung der Breitengradabhängigkeit der Erdbeschleunigung erfordert das Anwenden und Zueinander-in-Beziehung-Setzen mehrerer Inhalte aus der Mechanik wie Pendelbewegung, Kreisbewegung, Zentrifugalkraft, Gravitation und die Messung mechanischer Größen.
  • Wissenschaftsaspekt

    Globale Fernmessungen sind heute fast schon Alltag in der Wissenschaft. Experimentalphysiker entwickeln dazu immer präzisere Messverfahren und Messapparaturen.

Die drei Lerneinheiten "Breitengradabhängigkeit der Erdbeschleunigung", "Vom einfachen Erdbeschleunigungsmesser zum Weltpendel" und "Eigenbau eines Pendels zur Messung der Erdbeschleunigung" zum RCL "Weltpendel" setzen dieses Lernpotenzial in konkrete Handlungsschritte für den Physikunterricht der Lehrkräfte und das Lernen der Schülerinnen und Schüler um.

Autor
Avatar Sebastian Gröber

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